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二氯甲烷(简称DCM),分子式为CH₂Cl₂,是一种无色、透明、易挥发的液体,具有轻微的醚样气味。其物理化学特性十分突出:沸点为39.8℃,熔点为-95.1℃,相对密度(20℃)1.3266,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。从化学稳定性来看,二氯甲烷在常温常压下性质稳定,但在高温或与明火接触时,可能分解产生有毒的光气和氯化氢气体,这一特性也决定了其在萃取过程中的安全操作要求。
二氯甲烷萃取属于液-液萃取技术的一种,核心原理是利用物质在二氯甲烷与另一相(通常为水相)中溶解度的差异,实现目标组分与杂质的分离。由于二氯甲烷是极性中等的有机溶剂,根据“相似相溶”原理,它对许多非极性或弱极性的有机化合物(如芳香族化合物、酯类、油脂、生物碱等)具有良好的溶解能力,而对极性较强的水及水溶性物质溶解度极低。在萃取过程中,将二氯甲烷与含目标组分的水相混合振荡后,目标组分将优先溶解到二氯甲烷相(有机相)中,静置分层后,通过分液等操作即可实现目标组分的初步分离与富集。
利用二氯甲烷对脂溶性生物碱、黄酮类等天然活性成分的高溶解性,从植物水提液中萃取目标成分;同时在化学制药中,从反应水溶液中分离抗生素、抗病毒药物等中间体,去除水溶性杂质。
针对含酚类、芳烃类、有机氯污染物的化工、印染、农药废水,采用二氯甲烷液液萃取法将水中有机污染物转移至有机相,实现废水预处理或深度净化。
在精细化工和有机合成工业中,二氯甲烷常用于反应后产物的分离提纯,尤其是当产物为有机物、副产物或原料溶于水相时。生产染料、涂料中间体(如苯系衍生物、酯类化合物)时,从反应的水相体系中萃取有机相产物;在制冷剂、发泡剂合成中,萃取并纯化中间体;还可用于橡胶助剂、塑料添加剂的分离精制。
在医药化工领域,二氯甲烷是药物合成过程中不可或缺的萃取分离试剂,主要用于中间体的纯化、反应产物的分离以及杂质的去除,直接影响药物的纯度和产率。其应用核心是利用二氯甲烷与水、醇类等溶剂的不互溶性,实现有机相(中间体/产物)与水相(催化剂、盐类、水溶性杂质)的快速分液。